KR20120031582A - Fabrication of thin film transistor and integrated circuits by spray printing method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing an electronic circuit and a thin film transistor is provided to spread a large thin film transistor with a simple process and low costs through a spray printing mode. CONSTITUTION: A substrate is prepared. The substrate is located on the upper side of substrate. A roller regularly maintains speed and tension of the substrate. Solution to be spread on the substrate is manufactured. The solution is organic semiconductor coating solution, metallic oxide solution, and high molecule insulator coating solution. A shadow mask is located on the substrate. The manufactured solution is spread on the shadow mask through a spray apparatus. Remaining solvent is evaporated by executing a thermal process after finishing a coating stage.

Description

스프레이 방식을 이용한 박막트랜지스터 및 전자회로를 제조하는 방법{Fabrication of thin film transistor and integrated circuits by spray printing method}Fabrication method of thin film transistor and electronic circuit using spray method {Fabrication of thin film transistor and integrated circuits by spray printing method}

본 발명은 박막트랜지스터의 제조방법 및 이를 포함한 전자회로의 제조 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 스프레이 방식을 통해서 코팅된 반도체층, 절연체층, 전도성 전극층을 형성하고 이를 적층하여 탑 게이트 형태나 버텀 게이트 형태의 박막트랜지스터와 이를 포함한 전자회로를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor and a method of manufacturing an electronic circuit including the same, and more particularly, forming a semiconductor layer, an insulator layer, a conductive electrode layer coated by a spray method, and stacking them to form a top gate or bottom. A method of manufacturing a thin film transistor in the form of a gate and an electronic circuit including the same.

최근 박막트랜지스터(이하 TFT)를 용액상태의 저온공정으로 제조하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 제조방법의 가장 큰 장점은 기존의 진공장치를 기반으로 전자기능성 박막을 형성했던 공정에 비해 상대적으로 저렴한 제조비용으로 박막을 제조할 수 있다는 점이다. 상기 용액공정으로 제조된 TFT를 차세대 플렉서블 디스플레이의 구동소자나 바코드를 대체하는 개별물품단위 인식용 초저가 RFID 태그의 로직회로 등으로 활용하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 뿐만 아니라 이렇게 제조된 TFT는 고분자 기판위에 구현되는 다양한 플렉서블 전자소자에 적용될 수 있다.Recently, researches are being actively conducted to manufacture thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) by a low temperature process in a solution state. The biggest advantage of this manufacturing method is that the thin film can be manufactured at a relatively low manufacturing cost compared to the process of forming the electronic functional thin film based on the conventional vacuum apparatus. Much research is being conducted to utilize the TFT manufactured by the solution process as a logic circuit of a low-cost RFID tag for recognizing an individual article unit that replaces a driving element or a barcode of a next-generation flexible display. In addition, the TFT thus manufactured may be applied to various flexible electronic devices implemented on a polymer substrate.

기존 공정으로 TFT를 제조할 때, 전극 또는 배선 등을 형성하는 공정에 있어서, 포토리소그래피법이 주로 사용되고 있다. 이 포토리소그래피법은 스퍼터법, 도금, 또는 CVD법과 같이 기존 성막법에 의해 도전막을 형성한 후, 기판상에 감광재를 도포하고, 광을 조사하여 현상한 후, 레지스트 패턴에 따라 도전막을 에칭함으로써, 기능 박막의 전극 또는 배선패턴을 형성하는 단계를 거친다. 상기 포토리소그래피법은 박막의 형성, 패터닝, 성막 처리 및 에칭 처리시에 진공장치 등의 대대적인 설비와 복잡한 공정을 필요로 한다. 또한 재료 사용 효율이 수 % 정도에 지나지 않아 공정이 종료되면 재사용이 불가하고 폐기할 수 밖에 없으므로 제조 코스트가 높고 불필요한 화학폐기물을 다량 발생시킬 수 있다.When manufacturing TFT by the existing process, the photolithographic method is mainly used in the process of forming an electrode or a wiring. In this photolithography method, a conductive film is formed by a conventional film forming method, such as sputtering, plating, or CDD, after which a photosensitive material is applied onto a substrate, and is developed by irradiating with light, and then etching the conductive film in accordance with a resist pattern. The step of forming the electrode or the wiring pattern of the functional thin film. The photolithography method requires extensive equipment such as a vacuum apparatus and complicated processes in forming, patterning, film forming, and etching the thin film. In addition, the material use efficiency is only a few percent, and when the process is terminated, it cannot be reused and disposed of, resulting in high manufacturing costs and a large amount of unnecessary chemical waste.

한편 액체 토출 헤드로부터 액체 재료를 액체 방울 상태로 토출하는 액체 방울 토출법(이른바, 잉크젯법)을 이용하여, 기판상에 전극 패턴 또는 배선 패턴(박막 패턴)을 형성하는 방법이 제안되어 있다. 이에 대한 문헌으로는 일본공개특허 2003-317945호를 들 수 있는 데, 여기서는 금속 미립자 등의 도전성 미립자 또는 그 전구체(前駒體)를 분산시킨 기능액인 박막 패턴용 잉크를 기판에 직접 패턴 도포하고, 그 후 열처리나 레이저 조사를 행하여 박막의 도전막 패턴으로 변환한다. 이 방법에 의하면, 종래의 복잡한 성막 처리, 포토리소그래피, 및 에칭 공정이 불필요해져, 프로세스가 큰 폭으로 간단하게 되는 동시에, 원재료의 사용량도 적고 생산성의 향상이라는 장점이 있다. On the other hand, the method of forming an electrode pattern or a wiring pattern (thin film pattern) on a board | substrate is proposed using the liquid droplet discharge method (so-called inkjet method) which discharges a liquid material from a liquid discharge head in a liquid droplet state. As a reference to this document, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-317945, where a thin film pattern ink, which is a functional liquid obtained by dispersing conductive fine particles such as metal fine particles or a precursor thereof, is directly pattern-coated on a substrate. After that, heat treatment or laser irradiation is performed to convert the film into a conductive film pattern of a thin film. According to this method, the conventional complicated film forming process, photolithography, and etching process are unnecessary, and the process is greatly simplified, and the amount of raw materials used is small and productivity is improved.

상기한 잉크젯 인쇄공정은 매우 작은 크기의 노즐을 통해서 극소량의 잉크만 원하는 부분에 도포시켜서 박막을 제조하는 방법으로 잉크를 원하는 부분에만 도포하기 때문에 다른 인쇄공정에 비해 화학적인 폐기물 및 부산물의 생성 및 값비싼 잉크의 사용량을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.The inkjet printing process is a method of producing a thin film by applying only a small amount of ink to a desired portion through a very small nozzle, so that the ink is applied only to a desired portion, so that the production and value of chemical waste and by-products are higher than those of other printing processes. There is an advantage that can minimize the use of expensive ink.

그러나 상기 잉크젯 공정은 인쇄속도가 상대적으로 늦으며 원하는 곳에 잉크를 토출하기 위해 잉크젯 헤드와 기판의 정확한 정렬을 위해서 비교적 장시간이 필요하여 고속의 롤-투-롤(roll to roll)기반 연속공정이 적용되기에는 문제점이 있으며 비교적 고가의 장비가 있어야만 보다 높은 해상도의 패터닝 정밀도를 구현할 수 있다는 단점이 있다.However, the inkjet process has a relatively slow printing speed and requires a relatively long time for accurate alignment of the inkjet head and the substrate in order to eject ink where desired, so that a high-speed roll-to-roll based continuous process is applied. There is a problem in that it is difficult to realize higher resolution patterning precision only with relatively expensive equipment.

상기한 TFT가 초저가 RFID 태그에 적용되기 위해서는 소자의 단위당 제조 단가가 10원 이하로 유지되어야만 실제응용이 가능한데, 기존 실리콘 소자를 사용하여 RFID 태그를 제조할 경우 포토리소그라피나 각종 진공증착공정을 거쳐야 하기 때문에 제조원가가 너무 많이 소요되는 단점이 있다. In order to apply the TFT to an ultra-low-cost RFID tag, the manufacturing cost per unit of the device must be maintained at 10 won or less, so the practical application is possible. When manufacturing an RFID tag using a conventional silicon device, a photolithography or various vacuum deposition processes are required. Therefore, there is a disadvantage that too much manufacturing cost.

상기한 문제점을 해결하고자 본 발명에서는 매우 값싸게 대면적을 도포 가능한 스프레이 인쇄방법을 통해서 박막트랜지스터 및 전자회로를 제조하는 방법을 제공하고자 한다. In order to solve the above problems, the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film transistor and an electronic circuit through a spray printing method that can be applied to a large area at a very low cost.

상기한 용액공정으로 TFT를 제조하면 다양한 인쇄공정을 통해서 박막의 패터닝이 가능하다. 또한 이를 연속공정 (roll-to-roll)으로 구현하면 고속으로 소자의 제조가 가능하기 때문에 제조원가를 획기적으로 절감시켜 10원이하의 초저가에 소자를 제작할 수 있다.When the TFT is manufactured by the above solution process, the thin film can be patterned through various printing processes. In addition, by implementing this process in a roll-to-roll, it is possible to manufacture the device at a high speed, so that the manufacturing cost can be drastically reduced and the device can be manufactured at a very low cost of less than 10 won.

일본공개특허 2003-317945호Japanese Patent Laid-Open No. 2003-317945

없슴.None.

그러므로 본 발명은 비교적 저렴한 가격으로 스프레이 인쇄법을 통해서 패터닝이 가능한 전자기능성 박막을 대면적으로 도포하고 이를 통해서 대면적의 TFT 및 전자회로를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.Therefore, a main object of the present invention is to provide a method for manufacturing a large area TFT and an electronic circuit by applying a large area of the electronic functional thin film that can be patterned through a spray printing method at a relatively low price.

또한 본 발명에서는 스프레이 코팅방법을 롤-투-롤(roll-to-roll) 기반 연속공정과 결합하여 고속으로 진행하는 플라스틱 기판에 전자기능성 박막으로 대면적으로 도포하고 이를 통해 TFT 및 전자회로를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, in the present invention, the spray coating method is combined with a roll-to-roll based continuous process to apply a large-area electronic functional thin film to a plastic substrate proceeding at a high speed, thereby manufacturing a TFT and an electronic circuit. It is another purpose to provide a way to do it.

상기한 발명의 목적을 달성하기 위하여 강구된 과제의 해결 수단은 하기와 같다.Means for Solving the Problems In order to achieve the above object of the present invention, a means for solving the problems is as follows.

기판을 준비하는 단계와;Preparing a substrate;

상기 기판에 도포될 용액을 제조하는 단계와;Preparing a solution to be applied to the substrate;

상기 용액을 스프레이 장치를 통해서 기판에 도포하는 단계와;Applying the solution to a substrate via a spray device;

상기 도포단계가 종료된 후 열처리를 수행하여 잔존하는 용매를 증발시키는 단계.Performing heat treatment after the coating step is completed to evaporate the remaining solvent.

또한 본 발명은 상기한 발명의 목적을 보다 구체적으로 달성하기 위하여 In addition, the present invention to achieve the above object of the invention more specifically

기판을 준비하는 단계와;Preparing a substrate;

상기 기판에 도포될 용액을 제조하는 단계와;Preparing a solution to be applied to the substrate;

기판상의 소스/드레인 전극 등 패터닝이 필요한 부분에 새도우 마스크(shadow mask)를 위치시키는 단계와;Placing a shadow mask on a portion of the substrate that requires patterning such as a source / drain electrode;

상기 용액을 스프레이 장치를 통해서 기판에 도포하는 단계와;Applying the solution to a substrate via a spray device;

상기 도포단계가 종료된 후 열처리를 수행하여 잔존하는 용매를 증발시키는 단계를 통해 TFT를 제조하는 단계로 구성될 수도 있다.After the coating step is completed, the heat treatment may be performed to prepare a TFT by evaporating the remaining solvent.

또한 본 발명은 Also,

기재부(substrate)의 상부에 기판을 위치시키는 단계와;Positioning the substrate on top of the substrate;

상기 기재부의 양 끝단을 권취롤 및 권출롤에 연결시키는 단계와;Connecting both ends of the substrate to a take-up roll and a take-up roll;

롤러를 이용하여 상기 권취롤 및 권출롤에 연결된 기재부의 장력과 속도를 일정하게 유지하면서 연속적으로 이동시키는 단계와;Continuously moving using a roller while maintaining a constant tension and speed of the substrate portion connected to the take-up roll and the take-up roll;

상기 연속적으로 이동되는 기재부의 상부에 위치한 기판에 스프레이 코팅부로부터 코팅액을 분사하는 단계;로 구성된 것을 특징으로 한 롤-투-롤(roll-to-roll) 코팅법에 의한 TFT를 연속적으로 제조하는 방법을 제공한다.Spraying a coating liquid from a spray coating part onto a substrate positioned on the continuously moving base part; continuously manufacturing a TFT by a roll-to-roll coating method, comprising: Provide a method.

본 발명은 매우 저렴한 공정을 통해 대면적의 TFT를 도포할 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect of applying a large area TFT through a very inexpensive process.

도 1은 스프레이 인쇄방식을 통해서 제공된 기판위에 반도체 잉크를 도포하여 TFT를 제조하는 모식도이다.
도 2는 스프레이 인쇄를 미리 패턴이 형성되어 있는 새도우 마스크(shadow mask) 위에 도포하여 오픈되어 있는 부분에만 용액을 도포하여 패턴을 형성하는 방법을 나타내는 모식도이다.
도 3는 버텀 게이트 형 TFT의 모식도이다.
도 4은 탑 게이트 형 TFT의 모식도이다.
도 5는 스프레이 코팅을 통해서 형성된 소스/드레인 전극위에 스프레이 코팅을 통해서 도포된 다양한 유기반도체 박막의 광학현미경 이미지이다.
도 6는 스프레이 인쇄방식을 통해서 제조된 P-Channel 팁스 펜타센 유기박막트랜지스터의 전이곡선을 나타낸다.
도 7은 스프레이 인쇄방식을 통해서 제조된 N-Channel 다이시아노 페닐렌 다이카복실 이미드의 전이곡선을 나타낸다.
도 8은 스프레이 인쇄방식을 통해서 P-Channel 과 N-channel 이 각각 패터닝된 시모스형 인버터 모식도이다.
도 9은 스프레이 인쇄방식을 통해서 P-Channel 팁스 펜타센 과 N-channel 다이시아노 페닐렌 다이카복실 이미드로 제조된 시모스형 인버터의 출력곡선을 나타낸다.
도 10는 스프레이 인쇄방식을 통해서 P-Channel 팁스 펜타센과 N-channel 다이시아노 페닐렌 다이카복실 이미드로 제조된 시모스형 인풋 전압에 따른 이득곡선을 나타낸다.
도 11은 롤-투-롤 스프레이 인쇄법을 통한 박막트랜지스터 제조공정 모식도를 나타낸다.
1 is a schematic diagram of manufacturing a TFT by applying a semiconductor ink on a substrate provided through a spray printing method.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method of forming a pattern by applying a solution only to an open part by applying spray printing on a shadow mask in which a pattern is formed in advance.
3 is a schematic diagram of a bottom gate type TFT.
4 is a schematic diagram of a top gate type TFT.
5 is an optical microscope image of various organic semiconductor thin films applied by spray coating on source / drain electrodes formed through spray coating.
6 shows a transition curve of a P-Channel tip pentacene organic thin film transistor manufactured by spray printing.
Figure 7 shows the transition curve of N-Channel dicyano phenylene dicarboxyl imide prepared by spray printing.
8 is a schematic diagram of a CMOS type inverter in which P-Channel and N-channel are respectively patterned through a spray printing method.
FIG. 9 shows an output curve of a CMOS input inverter made of P-Channel tip pentacene and N-channel dicyano phenylene dicarboxyl imide through a spray printing method.
FIG. 10 shows a gain curve according to a CMOS input voltage made of P-Channel tips pentacene and N-channel dicyano phenylene dicarboxyl imide through a spray printing method.
11 shows a schematic view of a thin film transistor manufacturing process through a roll-to-roll spray printing method.

이하 도면과 실시예를 참고하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and examples.

도 1은 스프레이 인쇄방식을 통해서 제공된 기판위에 반도체 잉크를 도포하여 TFT를 제조하는 모식도이다. 1 is a schematic diagram of manufacturing a TFT by applying a semiconductor ink on a substrate provided through a spray printing method.

도 2는 스프레이 인쇄를 미리 패턴이 형성되어 있는 새도우 마스크(shadow mask) 위에 도포하여 오픈되어 있는 부분에만 용액을 도포하여 패턴을 형성하는 방법을 나타내는 모식도이다.FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method of forming a pattern by applying a solution only to an open part by applying spray printing on a shadow mask in which a pattern is formed in advance.

도시된 바와 같이 본 발명은 스프레이 코팅부로부터 기판상으로 용액을 분사하여 TFT를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기한 스프레이 코팅방법은 롤-투-롤 방식의 연속공정에도 적용이 가능하다.As shown, the present invention relates to a method of manufacturing a TFT by spraying a solution from a spray coating onto a substrate. The spray coating method is also applicable to the roll-to-roll continuous process.

도 3는 버텀 게이트 형 TFT의 모식도이다.3 is a schematic diagram of a bottom gate type TFT.

도 4은 탑 게이트 형 TFT의 모식도이다. 4 is a schematic diagram of a top gate type TFT.

도 5는 스프레이 코팅을 통해서 형성된 소스/드레인 전극위에 스프레이 코팅을 통해서 도포된 다양한 유기반도체 박막의 광학현미경 이미지이다.
5 is an optical microscope image of various organic semiconductor thin films applied by spray coating on source / drain electrodes formed through spray coating.

스프레이 방식을 통해서 박막트랜지스터를 제조하기 위해서는 우선 TFT를 제조하고자 하는 기판을 준비해야 한다. 사용 가능한 기판으로는 n-형이나 p-형으로 도핑된 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 폴리에테르술폰 (polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르 이미드 (polyetherimide), 폴리이미드 (polyimide), 폴리에틸렌 테레프탈레이드 (polyethyeleneterepthalate), 폴리에틸렌 나프탈렌 (polyethylene naphthalate) 로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 플라스틱 필름과 인듐틴옥사이드 (indium tin oxide) 가 코팅된 유리기판 및 플라스틱 필름을 포함되나, 이에 한정되지 않는다. 원하는 재료를 용매에 적당한 농도로 용해시킨 후 스프레이 장치를 통해서 상기한 기판에 도포하고 열처리를 통해서 용매를 증발시켜서 고체상태의 박막을 제조한다. In order to manufacture a thin film transistor through a spray method, first, a substrate on which a TFT is to be manufactured must be prepared. Usable substrates include n-type or p-type doped silicon wafers, glass substrates, polyethersulphones, polyacrylates, polyetherimides, polyimides, polyethylene Terephthalate (polyethyeleneterepthalate), polyethylene naphthalate (polyethylene naphthalate) includes a plastic film and an indium tin oxide coated glass substrate and a plastic film, but is not limited thereto. After dissolving the desired material in a suitable concentration in a solvent, it is applied to the substrate through a spray apparatus, and the solvent is evaporated through heat treatment to prepare a thin film in a solid state.

박막트랜지스터의 소스/드레인 전극 등 패터닝이 필요한 부분에는 원하는 패턴이 형성된 새도우 마스크(shadow mask)를 기판위에 위치하고 스프레이 장치를 통해서 용액을 분사하고 열처리를 통해서 원하는 패턴을 지닌 박막을 제조한다. A shadow mask with a desired pattern is placed on a substrate where a pattern is needed, such as a source / drain electrode of a thin film transistor, and a solution is sprayed through a spray device to produce a thin film having a desired pattern through heat treatment.

본 발명에서 사용되는 유기반도체 코팅액은 폴리티오펜 (polythiophene)과 그 유도체, 폴리 싸이아노 티오펜 (thieno thiophene) 과 그 유도체, TIPS 펜타센 (triisopropylsilyl pentacene) 과 그 유도체, 펜타센 프리커서 (pentacene precursor)와 그 유도체, 알파-6-티오펜 과 그 유도체, 폴리 플루오렌 (polyfluorene)과 그 유도체, 펜타센 (pentacene), 테트라센 (tetracene), 안트라센 (anthracene), 페릴렌 (perylene) 및 그 유도체, 루브렌 (rubrene) 및 그 유도체, 코로렌 (coronene)과 그 유도체, 페닐렌 테트라카르복실릭디이미드 (perylene tetracarboxylic diimide) 및 그 유도체, 폴리파라페닐렌 비닐렌 및 그 유도체, 폴리티오펜비닐렌 및 그 유도체, 알파-5-티오펜의 올리고티오펜 및 이들의 유도체, 금속을 함유하거나 함유하지 않는 프탈로시아닌 및 이들의 유도체, 나프탈렌 테트라 카르복시산 디이미드 및 이들의 유도체, 폴리 페닐렌 테트라카르복실릭디이미드-폴리티오펜 공중합체와 그 유도체 (poly (perylene tetracarboxylic diimide)-co-(thiophene)) 등이 사용될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. The organic semiconductor coating liquid used in the present invention is polythiophene and its derivatives, polythiothiothiophene and its derivatives, TIPS pentacene and its derivatives, pentacene precursors (pentacene precursors) ) And its derivatives, alpha-6-thiophene and its derivatives, polyfluorene and its derivatives, pentacene, tetracene, anthracene, perylene and its derivatives , Rubrene and its derivatives, coronene and its derivatives, phenylene tetracarboxylic diimide and its derivatives, polyparaphenylene vinylene and its derivatives, polythiophenevinyl Enes and derivatives thereof, oligothiophenes of alpha-5-thiophenes and derivatives thereof, phthalocyanine and derivatives thereof with or without metals, naphthalene tetracarboxylic acid diimide and Their derivatives, polyphenylene tetra carboxylic diimide-polythiophene copolymer and a derivative thereof (poly (perylene tetracarboxylic diimide) -co- (thiophene)), etc. may be used but is not necessarily limited to this.

본 발명에서 사용되는 금속산화물 코팅은 징크, 인듐, 갈륨, 틴 등으로 혼합된 옥사이트 산화물로부터 선택된다. 보다 구체적으로 징크 옥사이드, 인듐틴 옥사이드, 틴 옥사이드, 징크틴 옥사이드, 인듐 갈륨 징크 옥사이드 산화물 등을 들 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기한 금속산화물 잉크를 스프레이 법을 통해서 박막을 형성하고 이를 100 - 600℃ 사이에서 열처리하여 원하는 반도체 물성을 얻는다. The metal oxide coating used in the present invention is selected from oxite oxide mixed with zinc, indium, gallium, tin and the like. More specifically, zinc oxide, indium tin oxide, tin oxide, zinc tin oxide, indium gallium zinc oxide oxide, etc. may be mentioned. However, it is not necessarily limited thereto. The metal oxide ink is formed through a spray method and a thin film is heat-treated at 100 to 600 ° C. to obtain desired semiconductor properties.

본 발명에서는 게이트 절연막을 형성하기 위해서 절연층으로 사용되는 재료를 용매에 완전 용해하여 고분자 절연용액을 제조한다. 상기 게이트 절연막은 용액공정이 가능한 유기절연막 또는 무기절연막의 단일막 또는 다층막으로 구성되거나 유-무기 하이브리드 막으로 구성된다. 상기 무기절연막으로는 용액공정으로 형성 가능한 Al2O3, Ta2O5, BST, PZT 등 나노입자가 분산된 용액을 사용하며 이중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 사용한다. 상기 유기절연막으로는 폴리메타아크릴레이트(PMMA, polymethylmethacrylate), 폴리스타이렌(PS, polystyrene), 페놀계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리이미드와 같은 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계 고분자, p-자이리렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 파릴렌(parylene) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 사용한다. In the present invention, a polymer insulating solution is prepared by completely dissolving a material used as an insulating layer in a solvent to form a gate insulating film. The gate insulating film is composed of a single film or a multilayer film of an organic insulating film or an inorganic insulating film capable of a solution process, or an organic-inorganic hybrid film. As the inorganic insulating film, a solution in which nanoparticles such as Al 2 O 3, Ta 2 O 5, BST, and PZT, which can be formed by a solution process, is dispersed, is used, and any one or more selected from among them is used. The organic insulating film may include polymethacrylate (PMMA, polymethylmethacrylate), polystyrene (PS, polystyrene), phenolic polymer, acrylic polymer, imide polymer such as polyimide, arylether polymer, amide polymer, fluorine polymer, p -Use any one or more selected from xyrene-based polymer, vinyl alcohol-based polymer, parylene (parylene).

용액상태로 제조된 게이트 절연막 형성용 절연체 용액을 스프레이 인쇄법을 통해서 기 형성된 유기반도체 박막위에 절연막의 기능을 충분히 발휘할 수 있는 적당한 두께로 도포하고 사용된 용매를 완전히 증발시키기 위해서 용매의 끊은 점 이상으로 10분 이상 가열하여 게이트 절연막을 형성한다. 또한 고분자 전해질 기반의 젤 형태의 재료를 스프레이 코팅을 통해서 게이트 절연막으로 사용하기도 한다. 이때는 게이트 절연막이 젤 상태로 존재하며 게이트 전극의 형성 없이도 게이트 절연막과 게이트 전극의 두 가지 역할을 모두 수행할 수 있다. Apply an insulator solution for forming a gate insulating film prepared in a solution state onto a thin film of an organic semiconductor formed by spray printing to an appropriate thickness capable of sufficiently exhibiting the function of the insulating film, and at least a break point of the solvent to completely evaporate the solvent used. Heating for 10 minutes or more to form a gate insulating film. In addition, a polymer electrolyte-based gel material is used as a gate insulating film through spray coating. In this case, the gate insulating film is present in a gel state and may serve as both the gate insulating film and the gate electrode without forming the gate electrode.

마지막으로 게이트 전극을 형성하기 위해서 상기한 소스/드레인 전극을 형성하기 위해서 사용한 전도성 잉크을 이용하여 스프레이 인쇄법을 통해서 게이트 전극을 형성한다. 트랜지스터의 활성층 위에만 선택적으로 게이트 전극을 형성하기 위해서 상기한 쉐도우 마스크법을 이용하여 패터닝을 시도한다. Finally, the gate electrode is formed by spray printing using the conductive ink used to form the source / drain electrodes described above to form the gate electrode. Patterning is attempted using the shadow mask method described above to selectively form a gate electrode only on the active layer of the transistor.

스프레이 코팅 방법을 통해서 시모스형 인버터나 링오실레이터등 전자회로를 형성하기 위해서는 P-Channel 및 N-Channel 형성을 위한 정공전달형 및 전자전달형 반도체 잉크를 도 7과 같이 쉐도우 마스크를 통해서 패터닝하고 이를 1:1로 연결하여 CMOS형 인버터를 제조한다. 링오실레이터를 상기한 CMOS 인버터의 게이트와 드레인을 비아홀을 통해서 연결하여 직렬로 연결하여 제조한다.
In order to form an electronic circuit such as a CMOS inverter or a ring oscillator through the spray coating method, hole-transfer and electron-transfer semiconductor inks for forming P-Channel and N-Channel are patterned through a shadow mask as shown in FIG. Connect to 1: to manufacture CMOS inverter. The ring oscillator is manufactured by connecting the gate and the drain of the CMOS inverter through a via hole and connected in series.

도 6은 스프레이 인쇄방식을 통해서 제조된 P-Channel 팁스-펜타센 유기박막트랜지스터의 전이곡선을 나타낸다.6 shows a transition curve of a P-Channel tip-pentacene organic thin film transistor manufactured by spray printing.

팁스 펜타센을 10 mg/ml의 농도로 톨루엔, 자일렌 혹은 클로로벤젠 등의 용매에 용해시켜 스프레이 코팅부에서 약 1 - 10초간 분사하여 바람직하게 약 30 - 200 nm 두께의 박막을 얻는다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 당업자라면 분사시간과 두께를 필요에 따라 조절할 수 있다. 기판과 스프레이 분사노즐간의 간격은 10 - 30 cm 정도로 유지한다. 이렇게 제작된 팁스 펜타센 박막트랜지스터는 전형적인 정공전달형 트랜지스터의 특성을 보여주었으며 소자 성능은 0.1 cm2/Vs의 이동도와 15 V의 문턱전압을 보여주었다. Tips pentacene is dissolved in a solvent such as toluene, xylene or chlorobenzene at a concentration of 10 mg / ml and sprayed in the spray coating for about 1-10 seconds to obtain a thin film, preferably about 30-200 nm thick. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and a person skilled in the art can adjust the injection time and thickness as necessary. Maintain a spacing of 10 – 30 cm between the substrate and the spray jet nozzle. The fabricated TIP pentacene thin film transistor showed the characteristics of a typical hole-transfer transistor and its device performance showed 0.1 cm2 / Vs mobility and 15 V threshold voltage.

도 7은 스프레이 인쇄방식을 통해서 제조된 N-Channel 다이시아노 페닐렌 다이카복실 이미드 유기박막트랜지스터의 전이곡선을 나타낸다.7 shows a transition curve of an N-Channel dicyano phenylene dicarboxyl imide organic thin film transistor prepared by spray printing.

스프레이 인쇄를 위한 다이사아노 페닐렌 다이카복실 이미드 용액의 제조 방법은 상기한 팁스 펜타센 용액의 제조방식과 매우 유사하고 사용된 용매 또한 동일하다. 제조된 다이시아노 페닐렌 다이카복실 이미드 박막 트랜지스터는 전형적인 전자전달형 박막 트랜지스터의 특성을 보여주었다. 측정된 디바이스의 특성은 0.1 cm2/Vs의 이동도와 -8 V의 문턱전압을 보여주었다. The method for preparing the disaano phenylene dicarboxyl imide solution for spray printing is very similar to the method for preparing the tips pentacene solution described above, and the solvent used is also the same. The prepared dicyano phenylene dicarboxyl imide thin film transistor showed the characteristics of a typical electron transfer thin film transistor. The measured device characteristics showed a mobility of 0.1 cm2 / Vs and a threshold voltage of -8 V.

도 8은 스프레이 인쇄방식을 통해서 P-Channel 과 N-channel 이 각각 패터닝된 시모스형 인버터의 모식도이다.8 is a schematic diagram of a CMOS-type inverter in which the P-Channel and the N-channel are respectively patterned through a spray printing method.

시모스형 인버터를 구현하기 위해서 상기한 기판위에 P-Channel 트랜지스터의 소스전극과 N-Channel 트랜지스터 드레인 전극이 결합된 패턴을 금을 이용하여 포토리소그라피 공정이나 잉크젯 프린팅등 인쇄공정을 통해서 형성한다. 형성된 패턴위에 각각 P-형 혹은 N-형 트랜지스터의 부분만이 열려있는 섀도우 마스크를 위치하고 P-Channel 트랜지스터의 활성층 위에는 팁스펜타센만을 도포하고 N-Channel 트랜지스터의 활성층 위에는 다이시아노 페닐렌 다이카복실 이미드 만을 선택적으로 도포한다.
In order to realize a CMOS inverter, a pattern in which the source electrode of the P-channel transistor and the drain electrode of the N-channel transistor are combined on the substrate is formed by a photolithography process or inkjet printing process using gold. Place a shadow mask on the formed pattern where only portions of the P-type or N-type transistors are open, respectively, apply only tippentacene on the active layer of the P-Channel transistor, and dicyano phenylene dicarboxylic acid on the active layer of the N-Channel transistor. Demann is applied selectively.

도 9는 스프레이 인쇄방식을 통해서 P-Channel 팁스 펜타센과 N-channel 다이시아노 페닐렌 다이카복실 이미드로 제조된 시모스형 인버터의 출력곡선을 나타낸다. 제작된 시모스형 인버터는 20 볼트의 낮은 전압에서도 안정적인 인버터 출력곡선을 보여주었다.
FIG. 9 shows an output curve of a CMOS input inverter made of P-Channel tip pentacene and N-channel dicyano phenylene dicarboxyl imide through a spray printing method. The fabricated CMOS inverter showed stable inverter output curve even at low voltage of 20 volts.

도 10은 스프레이 인쇄방식을 통해서 P-Channel 팁스 펜타센과 N-channel 다이시아노 페닐렌 다이카복실 이미드로 제조된 시모스형 인풋전압에 따른 이득곡선을 나타낸다. 제작된 시모스형 인버터는 20정도의 매우 높은 전압 이득을 보여주었다.
FIG. 10 shows a gain curve according to a CMOS input voltage made of P-Channel tip pentacene and N-channel dicyano phenylene dicarboxylic imide through a spray printing method. The fabricated CMOS inverter showed very high voltage gain of about 20 degrees.

도 11은 롤-투-롤 스프레이 인쇄법을 통한 박막트랜지스터 제조공정 모식도이다. 도시된 바와 같이 상기 롤-투-롤 스프레이 인쇄장치는 상부에 기판이 위치하는 기재부(substrate)와; 상기 기재부(substrate)를 연속적으로 이동시키기 위한 권취롤 및 권출롤과; 상기 기재부의 장력과 속도를 일정하게 유지하도록 하는 롤러와; 11 is a schematic view of a thin film transistor manufacturing process through a roll-to-roll spray printing method. As shown in the drawing, the roll-to-roll spray printing apparatus includes: a substrate on which a substrate is positioned; A take-up roll and a take-up roll for continuously moving the substrate; A roller for maintaining a constant tension and speed of the substrate;

상기 기재부의 상부에 위치하여 기판에 코팅액을 분사하는 스프레이 코팅부로 구성되어 있다. Located in the upper portion of the base portion is composed of a spray coating unit for spraying a coating liquid on the substrate.

상기한 구성으로 인해 본 발명의 롤-투-롤 스프레이 인쇄는 기재부(substrate)의 상부에 기판을 위치시키고 상기 기재부의 양 끝단을 권취롤 및 권출롤에 연결시킨 후, 롤러를 이용하여 상기 권취롤 및 권출롤에 연결된 기재부의 장력과 속도를 일정하게 유지하면서 연속적으로 이동시키면서 기재부의 상부에 위치한 기판에 스프레이 코팅부로부터 코팅액을 분사하는 연속적인 인쇄작업이 가능하다. Due to the above configuration, the roll-to-roll spray printing of the present invention places a substrate on an upper portion of a substrate and connects both ends of the substrate to a winding roll and an unrolling roll, and then uses the roller to wind the winding. A continuous printing operation is possible in which the coating liquid is sprayed from the spray coating portion onto a substrate located on the upper portion of the substrate portion while continuously moving while maintaining a constant tension and speed of the substrate portion connected to the roll and the unwinding roll.

[실시예 1: 스프레이 코팅 방법을 통한 유기박막트랜지스터 제조]Example 1: Manufacture of organic thin film transistor through spray coating method

유리기판 (코닝 유리, Eagle 2000)을 아세톤, 아이피 에이, 증류수 내에서 초음파세척기를 통해서 각각 10분씩 세척하고 질소가스의 분사를 통해서 말려서 기판위의 불순물을 제거했다. 준비된 기판을 스프레이 코팅부의 분사노즐 아래에 15cm 위치시킨 후 유기박막트랜지스터를 제조하기 위해서 팁스 펜타센 (시그마-알드리치)를 톨루엔에 1중량%로 용해시키고 용액내의 불순물이나 잔류물을 제거하기 위해서 0.2 마이크로미터의 테프론 필터를 이용해서 용해되지 않은 잔류물이나 먼지 등의 불순물을 제거하였다. 이렇게 제조된 팁스 펜타센 용액을 스프레이 코팅기의 저장고에 옮겨 담는다. 준비된 스프레이 코팅부에서 10초간 분사하였다. Glass substrates (Corning Glass, Eagle 2000) were washed in acetone, IP, and distilled water for 10 minutes each by an ultrasonic cleaner and dried by spraying with nitrogen gas to remove impurities on the substrate. The prepared substrate was placed 15 cm under the spray nozzle of the spray coating part, and then dissolves tip pentacene (sigma-aldrich) in toluene in 1% by weight in order to manufacture an organic thin film transistor, and 0.2 microns in order to remove impurities or residues in the solution. The Teflon filter of the meter was used to remove impurities such as undissolved residues and dust. The tip pentacene solution thus prepared is transferred to a reservoir of a spray coater. It was sprayed for 10 seconds in the prepared spray coating.

코팅액의 분사를 마치고 기판을 핫플레이트를 통해 120℃에서 10분간 열처리를 수행하였다. After spraying the coating solution, the substrate was heat-treated at 120 ° C. for 10 minutes through a hot plate.

[실시예 2; 스프레이 코팅 방법을 통한 고분자절연체 박막의 제조][Example 2; Fabrication of Polymer Insulator Thin Film by Spray Coating Method]

유리기판 (코닝 유리, Eagle 2000)을 아세톤, 아이피 에이, 증류수 내에서 초음파세척기를 통해서 각각 10분씩 세척하고 질소가스의 분사를 통해서 말려서 기판위의 불순물을 제거했다. 준비된 기판을 스프레이 코팅부의 분사노즐 아래에 15cm 위치시킨 후 고분자절연체 박막 코팅액을 제조하기 위하여 PMMA, (시그마 알드리치, 분자량= 220,000)를 노르말 부틸 아세테이트에 8중량%로 용해시킨후 완전 용해를 위해서 용액이 첨가된 바이알을 80℃ 로 5시간 동안 가열하였다. 0.2 마이크로미터의 테프론 필터를 이용해서 용해되지 않은 잔류물이나 먼지 등의 불순물을 제거했다. 이렇게 제조된 피엠엠에이 용액을 스프레이 코팅부의 저장고에 옮겨 담는다. 준비된 스프레이 코팅부에서 10초간 분사하였다. 코팅액의 분사를 마치고 기판을 진공오븐을 사용하여 150℃에서 15분간 열처리를 수행하였다. Glass substrates (Corning Glass, Eagle 2000) were washed in acetone, IP, and distilled water for 10 minutes each by an ultrasonic cleaner and dried by spraying with nitrogen gas to remove impurities on the substrate. The prepared substrate was placed 15 cm under the spray nozzle of the spray coating part, and then, PMMA, (Sigma Aldrich, molecular weight = 220,000) was dissolved in normal butyl acetate at 8% by weight to prepare a polymer insulator thin film coating solution. The added vial was heated to 80 ° C. for 5 hours. A 0.2 micron Teflon filter was used to remove impurities such as undissolved residues and dust. The MPA solution thus prepared is transferred to a reservoir for spray coating. It was sprayed for 10 seconds in the prepared spray coating. After spraying the coating solution, the substrate was heat-treated at 150 ° C. for 15 minutes using a vacuum oven.

상기 제조된 절연체 박막을 진공도 10-6 Torr 이하로 유지되는 고진공 챔버내에서 알루미늄에 텅스텐 필라멘트나 보트를 가열하여 열을 가하여 알루미늄을 기화시킨 후 기화된 알루미늄이 상부에 위치한 섀도우 마스크를 통해서 트랜지스터의 활성층 위에만 박막을 형성시켰는데, 이때 증착되는 게이트 전극의 두께는 15 nm 로 파악되었다.
The prepared insulator thin film is heated by heating tungsten filament or boat to aluminum in a high vacuum chamber maintained at a vacuum of 10 -6 Torr or lower to vaporize the aluminum, and then vaporize the aluminum through the shadow mask on which the active layer of the transistor is located. Only a thin film was formed thereon, and the thickness of the deposited gate electrode was found to be 15 nm.

[실시예 3: 스프레이 코팅 방법을 통한 금속산화물 박막트랜지스터 제조]Example 3 Metal Oxide Thin Film Transistor Production by Spray Coating Method

유리기판 (코닝 유리, Eagle 2000)을 아세톤, 아이피 에이, 증류수 내에서 초음파세척기를 통해서 각각 10분씩 세척하고 질소가스의 분사를 통해서 말려서 기판위의 불순물을 제거했다. 준비된 기판을 스프레이 코팅부의 분사노즐 아래에 15cm 위치시킨 후 징크옥사이드(ZnO) 나노입자(주식회사 나노신소재)를 이소프로필알코올에 5.5 중량%의 농도로 용해시킨 후 300RPM의 교반속도로 1시간 가량 교반하여 24시간 방치시켜 완전 용해시켰다. 실시예 1, 2와 동일하게 용액 내부의 불순물이나 잔류물질을 제거하기 위하여 0.2 마이크로미터의 테프론 필터를 이용해서 용해되지 않은 잔류물이나 먼지 등의 불순물을 제거했다. 이렇게 제조된 징크옥사이드용액을 스프레이 코팅부의 저장고에 옮겨 담고 준비된 스프레이 코팅부에서 20초간 분사하였다. 코팅액의 분사를 마치고 기판을 진공오븐을 사용하여 400℃에서 1시간 열처리를 수행하였다. Glass substrates (Corning Glass, Eagle 2000) were washed in acetone, IP, and distilled water for 10 minutes each by an ultrasonic cleaner and dried by spraying with nitrogen gas to remove impurities on the substrate. The prepared substrate was placed 15 cm under the spray nozzle of the spray coating part, and then zinc oxide (ZnO) nanoparticles (nano new material) were dissolved in isopropyl alcohol at a concentration of 5.5% by weight, followed by stirring for about 1 hour at a stirring speed of 300 RPM. It was left for 24 hours to completely dissolve. In the same manner as in Examples 1 and 2, in order to remove impurities and residual substances in the solution, impurities such as undissolved residues and dust were removed by using a 0.2 micron Teflon filter. The zinc oxide solution thus prepared was transferred to a reservoir for spray coating and sprayed for 20 seconds on the prepared spray coating. After spraying the coating solution, the substrate was heat treated at 400 ° C. for 1 hour using a vacuum oven.

[실시예 4; 스프레이 코팅 방법을 통한 시모스 인버터 및 전자회로 제조][Example 4; Manufacturing of CMOS Inverter and Electronic Circuit by Spray Coating Method]

상기 실시예 1과 같이 기판을 준비하여 상기 기판위에 시모스형으로 인버터를 위한 N-형 및 P-형 소스/드레인 패턴을 형성하였다. 구체적인 패턴의 모양은 도8의 모식도와 같다. 준비된 패턴위에 우선 P-형 트랜지스터의 활성층만이 열려있는 섀도우 마스크를 위치하고 그 위에 상기한 실시예 1과 같이 팁스 펜타센 용액을 준비한 후 이를 스프레이 인쇄법으로 도포하였다. 그후 상기한 실시예 1과 같이 열처리를 하여 남아 있는 용매를 제거하였다. 그런 다음 N-형 트랜지스터의 활성층만이 열려있는 섀도우 마스크를 위치하고 상기한 실시예 1과 같이 다이시아노 페닐렌 다이카복실 이미드의 용액을 제조한후 이를 스프레이 인쇄법으로 도포하고 열처리하여 잔존용매를 완전히 제거하였다.
A substrate was prepared as in Example 1 to form N-type and P-type source / drain patterns for an inverter in a CMOS type on the substrate. The shape of the specific pattern is the same as the schematic diagram of FIG. On the prepared pattern, a shadow mask in which only the active layer of the P-type transistor was opened was first placed, and a tip pentacene solution was prepared as in Example 1 above, and then it was applied by spray printing. Thereafter, heat treatment was performed as in Example 1 to remove the remaining solvent. Then, place a shadow mask in which only the active layer of the N-type transistor is opened, prepare a solution of dicyano phenylene dicarboxyl imide as in Example 1, apply it by spray printing, and heat-treat the remaining solvent. It was completely removed.

101: 권취롤 102: 권출롤 103,104,105,106: 롤러
107:기재부 108: 기판 109: 스프레이 코팅부
400, 500: 기판 410, 510: 게이트 전극
420, 520: 게이트 절연막 430, 530: 소스/드레인 전극
440: 전자/정공주입층 550: 유기반도체
101: winding roll 102: unwinding roll 103, 104, 105, 106: roller
107: base portion 108: substrate 109: spray coating portion
400 and 500: substrate 410 and 510: gate electrode
420 and 520: gate insulating film 430 and 530: source / drain electrodes
440: electron / hole injection layer 550: organic semiconductor

Claims (18)

기판을 준비하는 단계와;
상기 기판에 도포될 용액을 제조하는 단계와;
상기 제조된 용액을 스프레이 장치를 통해서 기판에 도포하는 단계와;
상기 도포단계가 종료된 후 열처리를 수행하여 잔존하는 용매를 증발시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한 스프레이 인쇄방식을 통한 박막트랜지스터(TFT)를 제조하는 방법
Preparing a substrate;
Preparing a solution to be applied to the substrate;
Applying the prepared solution to a substrate through a spray device;
Method of manufacturing a thin film transistor (TFT) through a spray printing method comprising the step of evaporating the remaining solvent by heat treatment after the coating step is finished.
기판을 준비하는 단계와;
상기 기판에 도포될 용액을 제조하는 단계와;
상기 기판위에 패턴이 형성된 새도우 마스크(shadow mask)를 위치시키는 단계와;
상기 제조된 용액을 스프레이 장치를 통해서 새도우 마스크(shadow mask)에 도포하는 단계와;
상기 도포단계가 종료된 후 열처리를 수행하여 잔존하는 용매를 증발시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한 스프레이 인쇄방식을 통한 박막트랜지스터(TFT)를 제조하는 방법
Preparing a substrate;
Preparing a solution to be applied to the substrate;
Placing a shadow mask on which the pattern is formed;
Applying the prepared solution to a shadow mask through a spray device;
Method of manufacturing a thin film transistor (TFT) through a spray printing method comprising the step of evaporating the remaining solvent by heat treatment after the coating step is finished.
제 2항에 있어서,
상기 제조된 용액을 스프레이 장치를 통해서 새도우 마스크(shadow mask)에 도포하는 단계는 오픈되어 있는 부분에만 도포하는 것을 특징으로 한 스프레이 인쇄방식을 통한 박막트랜지스터(TFT)를 제조하는 방법
The method of claim 2,
The step of applying the prepared solution to the shadow mask (shadow mask) through a spray device is a method for manufacturing a thin film transistor (TFT) through a spray printing method, characterized in that the coating on only the open part.
제 1항 또는 제 3항중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 기판은 n-형이나 p-형으로 도핑된 실리콘 웨이퍼, 유리기판, 폴리에테르술폰 (polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르 이미드 (polyetherimide), 폴리이미드 (polyimide), 폴리에틸렌 테레프탈레이드 (polyethyeleneterepthalate), 폴리에틸렌 나프탈렌 (polyethylene naphthalate) 로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 플라스틱 필름과 인듐틴옥사이드 (indium tin oxide) 가 코팅된 유리기판 및 플라스틱 필름기판 중에서 선택되는 것을 특징으로 한 스프레이 인쇄방식을 통한 박막트랜지스터(TFT)를 제조하는 방법
The method according to any one of claims 1 to 3,
The substrate may be an n-type or p-type doped silicon wafer, glass substrate, polyethersulphone, polyacrylate, polyetherimide, polyimide, polyethylene terephthalate thin film transistor using a spray printing method, characterized in that it is selected from a plastic film selected from the group consisting of polyethyeleneterepthalate, polyethylene naphthalate, a glass substrate coated with indium tin oxide, and a plastic film substrate. How to make (TFT)
제 1항 또는 제 3항중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 기판에 도포될 용액은 유기반도체 코팅액, 금속산화물 코팅액, 고분자 절연체 코팅액인 것을 특징으로 한 스프레이 인쇄방식을 통한 박막트랜지스터(TFT)를 제조하는 방법.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The solution to be applied to the substrate is a method for manufacturing a thin film transistor (TFT) through a spray printing method, characterized in that the organic semiconductor coating liquid, metal oxide coating liquid, polymer insulator coating liquid.
제 5항에 있어서
상기 유기반도체 코팅액은 폴리티오펜 (polythiophene)과 그 유도체, 폴리 싸이아노 티오펜 (thieno thiophene) 과 그 유도체, TIPS 펜타센 (triisopropylsilyl pentacene) 과 그 유도체, 펜타센 프리커서 (pentacene precursor)와 그 유도체, 알파-6-티오펜 과 그 유도체, 폴리 플루오렌 (polyfluorene)과 그 유도체, 펜타센 (pentacene), 테트라센 (tetracene), 안트라센 (anthracene), 페릴렌 (perylene) 및 그 유도체, 루브렌 (rubrene) 및 그 유도체, 코로렌 (coronene)과 그 유도체, 페닐렌 테트라카르복실릭디이미드 (perylene tetracarboxylic diimide) 및 그 유도체, 폴리파라페닐렌 비닐렌 및 그 유도체, 폴리티오펜비닐렌 및 그 유도체, 알파-5-티오펜의 올리고티오펜 및 이들의 유도체, 금속을 함유하거나 함유하지 않는 프탈로시아닌 및 이들의 유도체, 나프탈렌 테트라 카르복시산 디이미드 및 이들의 유도체, 폴리 페닐렌 테트라카르복실릭디이미드-폴리티오펜 공중합체와 그 유도체 (poly (perylene tetracarboxylic diimide)-co-(thiophene)) 중에서 선택되는 것을 특징으로 한 스프레이 인쇄방식을 통한 박막트랜지스터(TFT)를 제조하는 방법.
The method of claim 5
The organic semiconductor coating liquid may be polythiophene and its derivatives, polythiothiothiophene and its derivatives, TIPS pentacene and its derivatives, pentacene precursors and their derivatives. , Alpha-6-thiophene and its derivatives, polyfluorene and its derivatives, pentacene, tetracene, anthracene, perylene and its derivatives, rubrene ( rubrene) and its derivatives, coronene and its derivatives, phenylene tetracarboxylic diimide and its derivatives, polyparaphenylene vinylene and its derivatives, polythiophenvinylene and its derivatives , Oligothiophenes of alpha-5-thiophene and derivatives thereof, phthalocyanine and derivatives thereof with or without metal, naphthalene tetracarboxylic diimides and derivatives thereof, poly Preparation of thin film transistor (TFT) by spray printing method, characterized in that selected from phenylene tetracarboxylic diimide-polythiophene copolymer and its derivatives (poly (perylene tetracarboxylic diimide) -co- (thiophene)) How to.
제 5항에 있어서,
상기 금속산화물 코팅액은 징크 옥사이드, 인듐틴 옥사이드, 틴 옥사이드, 징크틴 옥사이드, 인듐 갈륨 징크 옥사이드 산화물로부터 선택되는 것을 특징으로 한 스프레이 인쇄방식을 통한 박막트랜지스터(TFT)를 제조하는 방법.
6. The method of claim 5,
The metal oxide coating liquid is zinc oxide, indium tin oxide, tin oxide, zinc tin oxide, indium gallium zinc oxide oxide, characterized in that the method for manufacturing a thin film transistor (TFT) through a spray printing method.
제 5항에 있어서,
상기 고분자 절연체 코팅액은 Al2O3, Ta2O5, BST, PZT 등 나노입자가 분산된 용액 중에서 선택되는 것을 특징으로 한 스프레이 인쇄방식을 통한 박막트랜지스터(TFT)를 제조하는 방법.
6. The method of claim 5,
The polymer insulator coating liquid is Al2O3, Ta2O5, BST, PZT method for manufacturing a thin film transistor (TFT) through a spray printing method, characterized in that selected from the solution dispersed.
제 5항에 있어서,
상기 고분자 절연체 코팅액은 폴리메타아크릴레이트(PMMA, polymethylmethacrylate), 폴리스타이렌(PS, polystyrene), 페놀계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리이미드와 같은 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계 고분자, p-자이리렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 파릴렌(parylene) 중에서 선택되는 것을 특징으로 한 스프레이 인쇄방식을 통한 박막트랜지스터(TFT)를 제조하는 방법.
6. The method of claim 5,
The polymer insulator coating liquid may be polymethacrylate (PMMA, polymethylmethacrylate), polystyrene (PS, polystyrene), phenolic polymer, acrylic polymer, imide polymer such as polyimide, arylether polymer, amide polymer, fluorine polymer, p -A method of manufacturing a thin film transistor (TFT) through a spray printing method, characterized in that selected from xyrene-based polymer, vinyl alcohol-based polymer, parylene (parylene).
스프레이 인쇄방식을 통해 제조된 유기박막트랜지스터.Organic thin film transistor manufactured by spray printing method. 스프레이 인쇄방식을 통해 제조된 금속산화물 트랜지스터 Metal Oxide Transistors Fabricated by Spray Printing 스프레이 인쇄방식을 통해 제조된 탄소나노튜브 트랜지스터 Carbon Nanotube Transistors Fabricated by Spray Printing 스프레이 인쇄방식을 통해 제조된 그라핀 트랜지스터 Graphene Transistors Fabricated by Spray Printing 제 10항 내지 제14항에 있어서,
상기 트랜지스터는 바텀-게이트 형태인 것을 특징으로 한 트랜지스터
The method according to claim 10, wherein
The transistor is characterized in that the bottom-gate form
제 10항 내지 제14항에 있어서,
상기 트랜지스터는 탑-게이트 형태인 것을 특징으로 한 트랜지스터
The method according to claim 10, wherein
The transistor has a top-gate shape
상부에 기판이 위치하는 기재부(substrate)와;
상기 기재부(substrate)를 연속적으로 이동시키기 위한 권취롤 및 권출롤과;
상기 기재부의 장력과 속도를 일정하게 유지하도록 하는 롤러와;
상기 기재부의 상부에 위치하여 기판에 코팅액을 분사하는 스프레이 코팅부로 구성된 것을 특징으로 한 TFT를 제조하기 위한 롤-투-롤(roll-to-roll) 코팅장치
A substrate on which the substrate is positioned;
A take-up roll and a take-up roll for continuously moving the substrate;
A roller for maintaining a constant tension and speed of the substrate;
Roll-to-roll coating apparatus for manufacturing a TFT, characterized in that consisting of a spray coating for spraying the coating liquid on the substrate located on the base portion
제 16항에 있어서,
상기 스프레이 코팅부는 2개 이상이 설치되는 것을 특징으로 한 TFT를 제조하기 위한 롤-투-롤(roll-to-roll) 코팅장치
17. The method of claim 16,
Roll-to-roll coating apparatus for manufacturing a TFT, characterized in that two or more spray coating unit is installed
기재부(substrate)의 상부에 기판을 위치시키는 단계와;
상기 기재부의 양 끝단을 권취롤 및 권출롤에 연결시키는 단계와;
롤러를 이용하여 상기 권취롤 및 권출롤에 연결된 기재부의 장력과 속도를 일정하게 유지하면서 연속적으로 이동시키는 단계와;
상기 연속적으로 이동되는 기재부의 상부에 위치한 기판에 스프레이 코팅부로부터 코팅액을 분사하는 단계;
로 구성된 것을 특징으로 한 롤-투-롤(roll-to-roll) 코팅법에 의한 TFT를 연속적으로 제조하는 방법





Positioning the substrate on top of the substrate;
Connecting both ends of the substrate to a take-up roll and a take-up roll;
Continuously moving using a roller while maintaining a constant tension and speed of the substrate portion connected to the take-up roll and the take-up roll;
Spraying a coating solution from a spray coating part on a substrate positioned above the continuously moving substrate part;
Method for continuously manufacturing a TFT by the roll-to-roll coating method characterized in that consisting of





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